我國水源明顯不足,水環(huán)境污染問題極為。為了更好地實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展觀,完成人與自然的和諧發(fā)展趨勢,破壞水質恢復的分析和實踐活動成為當今的熱門話題。目前,鑒于湖長制環(huán)境污染日益嚴重,水質曝氣作為一種投資少、效果好的項目,被廣泛采用。
現(xiàn)階段,我國一般?選用的曝氣機設備,不能引起微納米級細微氣泡,溶氧率低,能耗高。微納米氣泡發(fā)生裝置可生產直徑在50|mm和數(shù)十納米(nm)之間的細微氣泡,可快速溶解在水中,進一步提高溶解氧的率。該技術作為一種新型水質曝氣技術,在水環(huán)境中具有極其廣闊的市場潛力。
除用于湖泊.河道的治理外,國內外很多學者也將微納米曝氣在其它領域進行相關研究。通過對一靜態(tài)旋流微氣泡浮選柱的使用條件的優(yōu)化,并對含含水的廢水進行了處理,結果表明,微泡懸浮柱對含油廢水的去除率達到90%以上。對于生物凈化作用,米歇森等網對用微生物與微納米曝氣法混合后,注入土壤間隙,以降解土壤中二甲苯。試驗結果表明,微納米粒曝氣可以提高微生物的活性,經處理后二甲苯濃度基本被去除,微納米泡在土壤中維持較長時間,菌株的作用也更加持久。Hotta等利用微米級曝氣法在海洋環(huán)境中進行了海體底泥污染試驗。研究結果表明,微納米泡不僅能有效地消除底泥中的污染物,而且能增強污泥中的細菌活性,提高污泥的持續(xù)污染能力。將微泡氣浮與普通氣浮工藝相比較,采用微泡氣浮和普通氣浮工藝,對含油餐飲廢水進行預處理,在相似條件下,微泡氣浮技術具有較好的氣浮性能和較高的去除率??梢?,微納米粒曝氣在曝氣技術上有一定的性,但微納米曝氣技術在實際應用中要把水體和氣體混在一起才能曝氣,怎樣才能更好地推廣微納曝氣技術,也是當前研究的熱點。
新開發(fā)的微納米曝氣充氧設備是指比較其他微納米曝氣充氧設備的優(yōu)點。科學研究新型微納米曝氣充氧設備的功能測試,獲得新型微納米曝氣充氧設備的性能參數(shù),并與市場上曝氣設備的技術指標進行比較。對新型微納米曝氣充氧設備的河段進行模擬計算,獲得內部河段的工作壓力、流速、相同的實際標值變化,并分析其原因,為事后的改進提供基本的理論支持點。模擬計算可以降低經濟成本,節(jié)約原材料,穩(wěn)定性大。利用新型微納米曝氣充氧設備和曝氣盤曝氣設備,對水污染控制進行實驗科學研究,比較兩種設備對污染物的污泥負荷,分析水質中細菌的變化。后,根據(jù)基本建設示范項目,分析示范項目中設備系統(tǒng)軟件的建設成本,比較其他水污染處理方法的成本,確保新型微納米曝氣充氧設備的優(yōu)勢。后對試驗探究的效果進行總結分析,對下一步的分析進行展望。新型微納米曝氣設備與SBR系統(tǒng)軟件緊密結合仿真模擬解決水污染控制,不僅充分發(fā)揮微納米曝氣設備激光切割優(yōu)化和高溶解氧優(yōu)勢,還具有SBR系統(tǒng)軟件間歇曝氣降低運行成本,實驗效果,為曝氣設備的應用和推廣提供基本理論支持。
采用微納米氣泡曝氣技術項目進行藻類控制,項目分三期基本建設,總曝氣面積14.5hm2。微納米技術工程噸污水處理費用約為0.02元/m3,合理性優(yōu)良。圍隔實驗期內,圍隔內的溫度范圍為21.5。26.1。隔離試驗結束時,三個微納米曝氣組的溶解氧濃度值在12.4mg/L左右,而空缺對照試驗的溶解氧濃度值為8.7mg/L,與曝氣組誤差較大,達到3.7mg/L,顯示了微納米曝氣的實際充氧效果。曝氣組高錳酸鹽指數(shù)的大污泥負荷來自曝氣生物菌種組,達到50%,比立曝氣組高19.8%??偭缀涂扇芑盍α椎拇笪勰嘭摵蓙碜云貧?鎖磷劑組,各達70.3%和50%。曝氣生物菌種組對葉綠素A的大污泥負荷為70.2%,比立曝氣組增加33.5%,藻類總進化率的大污泥負荷為78.9%,比立曝氣組增加13.9%,藍藻減少率為86.8%。
微納米曝氣組成微生物菌種技術改善水利樞紐水質??茖W研究結果表明,在實施微納米曝氣的幾年內,曝氣區(qū)表面溶氧平均值為9.5mg/L,而非曝氣區(qū)為8.7mg/L。在底層水質中,曝氣區(qū)平均值為8.8mg/L,非曝氣區(qū)平均值為7.8mg/Lo。2018年溶氧平均值為8.9mg/L,2019年升至9.6mg/L。水利樞紐pH值變化區(qū)域為7.04~8.61o,水質清晰度從上下游水質清晰度不到1m,再到曝氣區(qū)域為1m1.5m。2018年清晰度平均值為1m,2019年清晰度平均值提高到1.1m。水利樞紐上下游非曝氣區(qū)高錳酸鹽指數(shù)均為1.06mg/L;曝氣區(qū)二期和中下游高錳酸鹽指數(shù)均為0.92mg/L;2018年曝氣區(qū)一、三期高錳酸鹽指數(shù)均為0.88mg/Lo,2019年降至0.94mg/L。水利樞紐上下游非曝氣區(qū)總磷值為0.57mg/L,曝氣區(qū)二期和中下游總磷值為0.039mg/L;曝氣區(qū)一、三期總磷值為0.033mg/L。2018年總磷濃度值平均值為0.044mg/L,2019年總磷濃度值平均值降至0.042mg/Lo水利樞紐上下游非曝氣區(qū)可溶活力磷平均值為0.010mg/L;曝氣區(qū)二期和中下游可溶活力磷平均值為0.008mg/L;2018年曝氣區(qū)一、三期可溶活力磷平均值為0.007mg/L,2019年SRP平均值為0.008mg/L。水利樞紐上下游非曝氣區(qū)葉綠素a均值為8.27ugL;曝氣區(qū)二期和中下游葉綠素a均值為6.17ug/L;曝氣區(qū)一、三期葉綠素a均值為4.30ug/L。2018年葉綠素a總平均值為6.45ug/L,2019年總平均值降至6.04ug/L。曝氣區(qū)二期藻類總產量減少率為22.1%;曝氣區(qū)一、三期藻類總產量減少率為34.5%,春季藻類總產量減少率為27.1%;夏季藻類總產量減少率為31.9%;冬季藻類總產量減少率為25.9%。夏季藻類植物總產量較高,因此減少率也較高,其次是春季和冬季。藻類總產量的平均減少率為28.3%,藍藻的平均減少率為33.9%,藻類的平均減少率為34.4%,硅藻泥的平均減少率為18.7%o微納米曝氣成分。微生物菌種技術對不同類型的藻類有一定的減少作用。2018年藻類總進化率平均為7.2x106cels/L,2019年藻類總進化率平均降至7.1*106cels/L。
微納米氣泡的關鍵特點如下:
(I)
微納米氣泡體積比一般氣泡小很多,水的浮力也小,所以上升緩慢,納米氣泡在上升過程中會繼續(xù)收攏,終在水中融化消退。汪敏剛等I38對微納米氣泡為人眼所見的乳白色出現(xiàn)時間(關鍵以微米氣泡為主)進行了反復準確測量求平均值的科學研究,測量數(shù)據(jù)顯示微納米氣泡在水中的懸浮時間為5分鐘左右。
(I)
微納米氣泡頁面會吸引帶負電的正離子(如OH-),產生表面正電荷的正離子層;空氣負離子會吸引帶正電的正離子(如H+),在表面正電荷的正離子層周圍產生正電荷,這也是微納米氣泡頁面的雙電層結構39,如圖0-2所示。雙電層促進氣泡之間的排斥,使氣泡無法相互結合,氣泡在溶液中的均勻分布40o雙電層正電荷引起的電位差。Z電位差越高,吸附功能越高。